如果地球回应60亿光年以外的文明,他们收到地球的信号需要多长时间?

如果地球回应60亿光年以外的文明,他们收到地球的信号需要多长时间?

有一个比较搞笑的比喻,我们回应60亿光年外的电磁脉冲信号相当于人家外星人炸了个大伊万(5800万吨当量的氢弹),而我们人类呢就回应了一个摔炮!也许以我们地球人的能耐甚至连摔炮的比例都达不到!对方能听到不……但愿吧!

假如我们忽略信号的衰减,那么60亿光年外的“外星人”要多久才能接收到这个信号呢?宇宙到了这个尺度上就必须要考虑膨胀所带来的距离增加效应了!

从各种方式测量来看,宇宙的膨胀速度为70KM/S/MPC,即在每隔百万秒差距(326万光年)的距离膨胀速度就增加70KM/S,很简单我们就可以计算出60亿光年外的天体正以每秒超过12.9万公里的速度远离!那么在那个信号发射出60亿年后他们到达了多远的位置呢?

大约85亿光年外的位置,简单的说即使对方在这个位置不再远离,我们从地球上出发的信号需要经过85亿年才能到达他们现在的位置,而85亿年他们膨胀的距离又将超过30多亿光年,也就是说这个信号需要超过200亿年的时间对方才能收到!

因此我们总是自作聪明的认为外星人也是用这种无线电通讯的,这种方式在宇宙大航海时代的通讯方式就相当于数千年前的烽火狼烟,天天想着将烽火台造的高一些,造的大一些,可谁又知道人家根本就不依靠这个方式!

不过就是FRB(快速射电暴)而已,重复又如何?不过是一种我们尚未发现的天体活动而已,总不至于每次天空打个雷就赶紧往那喊“我们在这里,你们在哪里”!不被当成神经病才怪呢!

首先,人类目前根本没有能力跟遥远的外星文明通信。60亿光年远远超出了银河系的范围,信号传播到那么远的距离将会大幅衰减(平方反比定律),结果变得与背景噪音没有区别。以人类当前的科技,不要说河外星系的外星文明,就连银河系内的外星文明向人类发来信号,我们也难以回应他们。因此,下面的讨论纯粹基于理论角度。

如果宇宙是静态的,那么,我们回应60亿光年外的外星文明,他们将会在60亿年后接收到人类发出的信号。因为信号的载体是电磁波,它们在真空中的传播速度是光速,所以传播60亿光年的距离所需时间就是60亿年。这意味着60亿光年之外的外星文明向地球发出信号之后,他们最快需要等上120亿年的时间才能接收到人类的回复。

但在现实中,宇宙正在膨胀,使得遥远的河外星系离银河系越来越远,所以这个问题会变得比较复杂。在大尺寸下,宇宙的膨胀是非常均匀的,哈勃常数可以衡量宇宙膨胀速率。

这里取哈勃常数为70 (km/s)/Mpc,该常数表示每增加326万光年(1百万秒差距)的距离,河外星系远离银河系的速度就会增加70公里/秒,这意味着60亿光年外的星系目前正以12.9万公里/秒(光速的43%)的速度快速远离银河系。

此外,哈勃常数也并非真正意义上的常数,它会随时间而发生变化,因为宇宙的膨胀速率会随时间而改变。最初在引力的作用下,宇宙在减速膨胀。到了50亿年前,当暗能量占据主导之后,宇宙开始加速膨胀。

如果我们接收到的信号在宇宙中传播了60亿光年,那么,随着宇宙的膨胀,这个信号源目前离银河系的距离将会达到76亿光年,60亿光年只是光行距离。人类在向外星文明发出信号之后,随着时间的推移,外星文明所在的星系远离银河系的速度会越来越快,这使得信号传播到外星文明走过的距离将远超76亿光年。根据弗里德曼方程的计算结果,信号所需的传播距离将会达到106亿光年,所以所需的时间也要达到106亿年,而不是60亿年或者76亿年。因此,外星文明在发出信号之后最快也要166亿年才能等到人类的回复。

单纯从数学上分析,答案很简单,60亿光年的距离,信号以光速传播,当然需要60亿年的时间。

但这只是理想条件下得出的结论,实际上如果人类真的接收到来自60亿光年外的外星文明信号,对于人类来说没有多大的实际意义,顶多是让我们确认了确实有外星文明存在,除此之外,没有其他的实际意义了。

况且,我们的宇宙一直在超光速膨胀,而是膨胀的速度越来越快,理论上分析60亿光年的距离信号需要传播60亿年,但考虑到宇宙一直在膨胀,实际传播时间远不止60亿年,很可能超过100亿年,甚至信号永远到达不了外星文明那里。

再深入分析,我们会发现所谓“60亿光年外的外星信号”暗藏着非常恐怖的事实,这意味着外星文明60亿年前就发射出了信号,无法想象外星人发展了60亿年之后会达到什么样的高度,简单想一下人类60亿年之后的科技会达到什么高度!

很可能外星文明早就因为某个意外事件走向灭绝了,即使他们仍旧存在,仍旧适用电磁波作为通讯方式的可能性很小,而且60亿年的漫长跨度让外星人早就忘记了曾经发射出来的信号。

即使人类回复外星人,电磁波信号也不可能跨越上百亿光年的距离,早就在传播的过程中减弱成宇宙辐射了!

所以,光速,在人类眼里应相当快了,而一旦上升到宇宙的高度,光速就显得太慢了。将来某天如果人类实现了星际旅行,移民到其他星球,或许我们需要发现更快速的信息传播方式,不然光速真的会限制人类文明发展的高度!

人类文明发出的信号如果能到达60亿光年远外,早都变成了背景噪音了,谁都分辨不出来了。在三维空间中信号的强度是与距离二次方成反比的,也就是说信号的强度衰减很快,如果要想保证在60亿光年之外还可以被接收到 ,发出的信号强度就要特别高。例如之前接受到的快速射电暴,几毫秒钟可以释放出相当于太阳一整天释放的能量。人类能达到吗?不能。

接下来回归本题,地球发出的信号到达60亿光年之外需要多长时间。有的人可能认为无线电信号是光速,那么只需要60亿年。其实这是不对的,在60亿光年远的距离上,宇宙膨胀的效果已经是非常明显了。如果取哈勃常数为70 (km/s)/Mpc,就表示每增加326万光年的距离,星系的远离速度就增加70公里/秒。那么意味着60亿光年之外的文明所处的星系正以12.9万公里/秒的速度远离我们。

简单的说就是我们接收到了60亿光年外的信号,但是此时它们随着宇宙膨胀简单计算已经距离我们80亿光年远处。如果此时地球立刻恢复信号,与此同时宇宙继续在膨胀,那么它们接收到信号的时间大约就是110亿年。

宇宙中的文明如果相距过远,几乎是没有相互交流的可能性的,人类文明就是处在一座孤岛上,可能至文明终结也很难碰到其他宇宙文明。


欢迎关注我们:科学黑洞!图片来源网络侵删。

答:需要100亿光年以上,甚至有可能永远无法传播到地球。


天文学中常用光年来表示遥远星体的距离,一光年大约是9.46万亿公里,如果人类收到一个60亿光年外文明的信号,然后我们回复的话,得使用数万倍恒星级别功率的发射器。

如果宇宙是静态的,对方需要在60亿年后,才能收到人类回复的信息,等到了那时候,地球已经被红巨星时期的太阳吞没了。


宇宙处于不断膨胀的过程中,目前膨胀速度为67.8(km/s)/Mpc,表示每相距326万光年,因宇宙膨胀导致的退行速度是67.8km/s。

那么在60亿光年外,因为宇宙膨胀效应,相对于地球的退行速度是12.5万公里每秒,也就是0.42倍光速。

如果宇宙膨胀速度始终不变,我们向对方发送信息后,两者之间的距离在继续拉大,那么信号传播到对方的时间也将延长,预计信号会在100亿年后,才能被对方接收到。

据天文学观测表明,宇宙目前处于加速膨胀的过程中,所以实际传播时间会更长。


需要提醒的是,一般情况下,天文学上说某个星体距离地球多少亿年,这并不是当前的真实距离。

比如在2019年1月,加拿大科学家宣称,收到15亿光年外的无线电重复信号,指的是这个信号在宇宙空间中传播了15亿年,由于光速不变,所以一般就用这束光传播的距离,也就是15亿光年来表示天体和地球之间的距离。

实际上这个距离并不是当前的真实距离,因为这个距离没有考虑宇宙膨胀效应,实际距离远大于15亿光年,预计在100亿光年左右;如果我们此时回复对方,就得用真实距离,再加上此后的宇宙膨胀效应,来计算传播时间。


好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!

先说结论,现在的人类无法与这么远的文明进行通讯,哪怕人类集结全地球的能量用来发射一次信号,也不会抵达如此遥远的地方,在还没有到那里时,信号已经衰减为宇宙噪声了。

再来说说如果的情况下,如果人类有能力发射这样的信号,需要多少年他们才能收到信号?

宇宙是一直在膨胀着的,距离我们越远的星系远离我们的速度越快,哈勃常数可以给出答案,即67.80±0.77(km/s)/Mpc,Mpc是百万秒差距(326万光年),意思是说,在距离上每增加326万光年,星系远离我们的速度就增加大约70km/s,可以预见的是,在60亿光年外,星系远离我们的速度已经达到了光速的43%。

我们在接收到信号时,通过测出红移值,知道信号在宇宙中传播了多久,以及发射地距离地球的路程,在我们发射时,他们依然在保持着43%光速的速度远离我们,且速度还随时间变化,越来越快一些,这样的话,考虑起来就比较的复杂了,当然,时间上是远大于60亿年的,最起码也得需要100亿年的时间才能传回去。

正是因为这一点,才使得遥远星系间通讯成为不可能,除非在未来,人类可以通过某种办法解决。

个人浅见,欢迎评论!

本文由科幻船坞原创,感谢点赞关注,我们一起科幻想象、畅游宇宙!

本文图片来源于网络,侵删!

可以这样说,无论我们使用怎么样大的电磁信号发射设备,远在60亿光年外的外星文明也接收不到地球发出的信号。

电磁波的衰减速率和距离的平方成正比,所以电磁波经过60亿光年距离到达外星球时,基本上衰减的和宇宙背景噪音差不多了,外星文明根本无法辨别出来。当然了,即便我们使用太阳作为能源供应也是如此。现在我们虽然利用哈波可以看到60亿光年外的天体,但注意这里的天体可都是星系,而星系里面的恒星我们根本就无法分辨!所以说,只有我们可以利用整个银河系的能量时,才有可能发出一点信号到达60亿光年外的外星文明。

等到我们可以利用银河系的能源时,也不知道过去多少亿年了。就按太阳毁灭前人类达到利用银河系能量的级别,即60亿年时间。而人类此时再发送信号过去,外加上宇宙的膨胀作用,一来一回就得150多亿时间。再加上人类文明进步耽误的时间,外星文明至少也得210多亿年才能够接收到我们的信息。而这个时候外星文明还在不在那里都是两说!

所以说,远距离发送过来的信号,我们只用接收就行了,就别想着回复的事儿了!

当距离用光走一年来衡量,数量单位是亿时,这时间对人类而言实在太过长久了。目前我们人类文明有记录的时间不大于数量单位的万,一万个万才是亿,还60亿个数量单位。也许地球人类文明都重复多次了。对方估计也重复文明多次了。

假设人类文明能延续1000亿年,你接收是60亿光年的文明信号,你应答它的信号也要走相同距离和时间(无线信号速率和光速率几乎相等,这里假设相等),一应一答来回时间就是120亿年,这种对于短暂的人类寿命而言真没啥意义。

如果他们朝着地球来的话那就大概是用路程除以光速加上他们的速度。也有可能受到星系自转的影响吧。反正时间不会短。个人浅见欢迎大佬指正

举个例子,如果你身在广州,北京爆发了一颗巨型原子弹,这颗原子弹的能量比现在世界上所有核武器总当量还要大一万倍。(因为这有这样,你才有可能在广州听到它的声音。)当你听到它的爆炸后,你立马作出了回应,你对差北京方向喊了一声,希望引起北京人员注意安全。你想想是什么效果?

搞事情!那些不能说的秘密都在这里   关注公众号:求知百科  

         

本文来自网络,不代表求知百科立场,转载请注明出处:http://www.hfxhjqr.com/1468.html

作者: admin

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。

联系我们

联系我们

0898-88881688

在线咨询: QQ交谈

邮箱: email@wangzhan.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部